任何一個曾嘗試在醋中溶解一根粉筆的人都知道,海洋酸化——這是海水吸收大氣中二氧化碳污染物造成的后果——對于像珊瑚一樣的石灰質生物來說是一件壞事。但是海洋酸化在許多珊瑚的病態中到底產生了多大作用呢?一項新的研究借用了一種人們餐后常做的事情:加入“鈣片”抵消酸性,從而分離出了海洋酸化對珊瑚礁健康產生的影響。
在這顆星球上的所有近海海域,珊瑚礁的健康水平每況愈下。之前的全球性研究已然表明,主要的珊瑚礁系統正在更加緩慢地鈣化,此舉旨在建立它們的石質骨骼。其中一項研究顯示,澳大利亞沿岸大堡礁的生長速度在過去30年中下降了40%。
然而造成這一結果的因素有很多——疾病、溫暖的海水、污染和固體徑流以及自前工業化時代以來全球海水的pH值下降了0.1個單位。
為了梳理海洋酸化的影響,由美國加利福尼亞州斯坦福市卡內基科學研究所Rebecca Albright率領的科學家,著手在大堡礁系統南部的“一棵樹礁”將海洋化學恢復到前工業化時代的水平。
在這項研究中,科學家向珊瑚礁的一個環礁湖中加入了一種與抗酸劑類似的氫氧化鈉溶液,從而逆轉了海洋酸化。在這種堿性的處理過程后,他們監測了流出環礁湖的水流的化學狀況。
通過將海水的堿性與添加的氫氧化鈉數量進行對比,研究人員可以對試驗期間珊瑚礁如何鈣化進行精確的測量,因為這一過程本身會影響海水的pH值。考慮到混合造成的溶液損失,研究人員還在環礁湖中添加了一種顏料,進而測量這種顏料的流出情況。
他們的研究結果表明,自從前工業化時代以來,人類改變的海洋pH值已經使珊瑚礁的鈣化能力減少了12%。Albright的研究團隊在一份新聞稿中表示,這項研究“提供了新的實地證據,表明因海洋酸化引發的改變已經在珊瑚礁的生長過程中悄然發生了”。研究人員在日前出版的《自然》雜志上報告了這一研究成果。
并未參與該項研究的佛羅里達州科勒爾蓋布勒斯市邁阿密大學生物海洋學家Chris Langdon認為,這項“了不起的”研究“幫助我們確立了海洋酸化的影響到底有多大,后者是很難被分離出來的”。
海洋酸化不僅危害珊瑚礁,還對那些帶殼的生物,例如蛤蚌和被稱為海蝴蝶的櫛水母門動物造成影響。為了幫助扭轉海洋酸化在全球造成的危害,一些研究人員提出按比例擴大“一棵樹礁”試驗的規模,即向全球海洋中傾倒大量的堿溶液。然而監管這項新研究的卡內基地球化學家Ken Caldeira指出,這一做法是不可行的。
“只是為了保持海洋并彌補持續的二氧化碳吸收。”Caldeira說,“你就需要將超過200億噸的石灰石添加到海洋中。這不是不可能,但卻是一項巨大的工作。同時,為了抵消已經發生的海洋酸化,你需要添加超過1萬億噸的溶解的石灰石。這并非不可能,但可能性很小。”
他說,保護珊瑚礁的最好辦法是“停止像對待下水道一樣對待大氣”,即將二氧化碳傾瀉其中,這些污染物會改變氣候并使海洋酸化。
大堡礁是世界最大最長的珊瑚礁群,位于南半球,它縱貫于大洋洲的東北沿海,北從托雷斯海峽,南到南回歸線以南,綿延伸展共有2011公里,最寬處161公里。有2900個大小珊瑚礁島,自然景觀非常特殊。大堡礁的南端離海岸最遠有241公里,北端較靠近,最近處離海岸僅16公里。在落潮時,部分的珊瑚礁露出水面形成珊瑚島。這里有魚類1500種,軟體動物達4000余種,聚集的鳥類242種,并有著得天獨厚的科學研究條件。這里還是某些瀕臨滅絕的動物物種(如儒艮和巨型綠龜)的棲息地。
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